экзамены / Шпоры МК СПИ / 49,50

49 Особенности линейного тракта

50 Модуляция, применяемая в ВОСП

В подавляющем большинстве используется модуляция по интенсивности оптического излучения. При фиксированных пространственных координатах мгновенное значение электрического поля монохроматического оптического излучения можно записать в виде

E(t) = E_м cos(w₀t + φ₀),

где Е_м – амплитуда поля;

w₀ и φ₀ – соответственно частота и фаза оптической несущей.

Тогда мгновенное значение интенсивности

Р_мг = E²(t) = E_м² cos²(w₀t + φ₀),

а усредненное значение по периоду Т₀=2πfw₀; P=0,5 E_м².

Последнее называется средней интенсивностью или мощностью. При МИ именно величина Р изменяется в соответствии с модулирующим сигналом c(t), т. е. P(t)~c(t). Обладая волновой природой, оптическое излучение в то же время является дискретным. Оно излучается и поглощается только в виде дискретных квантов-фотонов с энергией hf₀, где h – постоянная Планка. Поэтому мощность оптического излучения Р можно характеризовать интенсивностью потока фотонов (числом в единицу времени) J = P/hf₀. Следовательно, при МИ J(t) ~c(t).

Широкое применение МИ объясняется тем, что этот вид модуляции в широком диапазоне частот выполняется для используемых в оптических передатчиках полупроводниковых источников излучения (светодиодов, лазерных диодов) простыми техническими средствами. Для управления интенсивностью излучения полупроводникового источника достаточно изменять ток инжекции (ток накачки) в соответствии с модулирующим сигналом. Это легко обеспечивается электронной схемой возбуждения в виде усилителя тока. Модуляция интенсивности оптического излучения приводит и к простым решениям обратного преобразования оптического сигнала в электрический. Фотодетектор, входящий в состав фотоприемника, является квадратичным прибором, выходной ток которого пропорционален квадрату амплитуды оптического поля, т. е. мощности падающего на фоточувствительную поверхность оптического сигнала. Следовательно, подавая модулированный по интенсивности оптический сигнал непосредственно на фотодетектор, можно очень просто преобразовать его в электрический с сохранением в идеальном случае формы модулирующего сигнала.